CN111114244A - 用于机动车辆的气候控制系统的装置及操作该装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于机动车辆的气候控制系统的装置及操作该装置的方法。本发明涉及用于机动车辆的气候控制系统的装置。该装置包括制冷回路，制冷回路具有：压缩机，其用于对制冷剂进行两级压缩并被注射处于中间压力水平的制冷剂；操作为冷凝器/气体冷却器的至少一个热交换器；第一内部热交换器；操作为蒸发器的至少一个第一热交换器，其在制冷剂的流动方向上位于第一膨胀元件的上游；以及第一流动路径和第二流动路径，其中的每一者从分支点延伸至压缩机。制冷回路设计成具有第二内部热交换器。第一内部热交换器在第一流动路径内至少设置有低压力侧，并且第二内部热交换器在第二流动路径内至少设置有中间压力侧。本发明还涉及用于操作该装置的方法。

Description

用于机动车辆的气候控制系统的装置及操作该装置的方法
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的气候控制系统的装置。该装置包括制冷回路，该制冷回路具有：用于对制冷剂进行两级压缩并被注射处于中间压力水平的制冷剂的压缩机；操作为冷凝器/气体冷却器的热交换器；内部热交换器；操作为蒸发器的热交换器与在制冷剂的流动方向上位于上游的膨胀元件；以及第一流动路径和第二流动路径，第一流动路径和第二流动路径中的每一者从分支点延伸至压缩机。
本发明还涉及用于操作用于机动车辆的气候控制系统的装置的方法。
背景技术
从现有技术已知具有制冷回路的系统，这些制冷回路具有制冷剂的两级压缩，其中处于中间压力水平的制冷剂被注射到压缩机中。所谓的吸入气体注射或蒸汽注射被特别地用在气候控制系统和冷却系统的制冷回路中的涡旋压缩机中。随着制冷剂的注射，压缩过程分为两个阶段，其中第二阶段发生在处于中间压力水平的制冷剂的注射之后。
通过与冷凝器/气体冷却器的出口处的制冷剂的过冷相结合的吸气注射，一方面降低了特定的压缩机性能，另一方面降低了蒸发器入口处的蒸气含量，这在制冷回路的操作期间增加了比冷却能力以及COP或“性能系数”两者。
从热力学上讲，吸气注射技术特别在制冷剂的压力比或压力冲程很高或压缩机出口处的制冷剂的温度很高的应用中——例如，在用于低温冷却的系统中或在热泵系统中——具有优势。由于将处于中间压力水平的制冷剂注射到压缩机中而造成的在压缩制冷剂的过程中的附加冷却使得压缩机与常规单级压缩机相比可以在更大的压力范围或温度范围内操作。
在US 5,878,589 A中，公开了一种用于具有电驱动装置的机动车辆的气候控制系统。在以制热模式操作期间，制冷剂在压缩机的闭合制冷回路中、于空调的操作为冷凝器的热交换器、膨胀元件与操作为蒸发器的外部热交换器之间循环。在膨胀元件中，制冷剂膨胀至低压力水平。从冷凝器排出之后，制冷剂的部分质量流从主质量流分支出、膨胀至中间压力水平并被带至热交换器以对部件进行温度控制，其中制冷剂通过吸收热而蒸发。蒸发的制冷剂以中间压力水平穿过蒸发压力调节阀和进气管道被引入压缩机中。
从US 6,293,123 B1出现了一种用于机动车辆的气候控制系统的制冷回路。在以制热模式操作期间，处于高压力水平的制冷剂被带动通过位于空调内部的冷凝器，然后分成两个部分质量流。第一部分质量流移动通过第一膨胀元件并膨胀至中间压力水平。
此后，在内部热交换器中，来自处于高压力水平的第二部分质量流的热被传递至处于中间压力水平的第一部分质量流。第二部分质量流的过冷制冷剂在第二膨胀元件内膨胀至低压力水平并在外部热交换器中蒸发。
本发明提出要解决的问题是提供一种用于机动车辆——比如，用于具有电驱动装置或组合的电与内燃发动机驱动装置的机动车辆——的气候控制系统的装置，该装置特别具有下述益处：制冷回路具有两级压缩并且在中间压力水平下进行吸气注射。该系统应能够以最大效率和最大性能操作。此外，本发明提出要解决的一个问题是提供一种用于操作该装置的方法。
发明内容
该问题通过本文所描述的技术方案来解决。在本文中还给出了改型。
该问题通过用于机动车辆的气候控制系统的装置来解决。该装置包括制冷回路，该制冷回路具有用于对制冷剂进行两级压缩并被注射处于中间压力水平的制冷剂的压缩机。制冷回路还形成有：操作为冷凝器/气体冷却器的至少一个热交换器；第一内部热交换器；操作为蒸发器的至少一第一热交换器，操作为蒸发器的第一热交换器在制冷剂的流动方向上位于第一膨胀元件的上游；以及第一流动路径和第二流动路径。流动路径各自从分支点延伸至压缩机、特别地延伸至压缩机的入口。
根据本发明的构思，制冷回路设计成具有第二内部热交换器。第一内部热交换器在第一流动路径内至少设置有低压力侧，该低压力侧在制冷剂的流动方向上位于压缩机的入口的上游，并且第二内部热交换器在第二流动路径内至少设置有中间压力侧，该中间压力测在制冷剂的流动方向上位于压缩机的入口的上游。
内部热交换器是指位于回路内部的热交换器，内部热交换器用于在处于高压力、特别处于高压力水平的制冷剂与处于低压力、特别处于低压力水平或中等压力水平的制冷剂之间进行热传递。例如，一方面，冷凝/气体冷却之后的液态制冷剂被过冷或进一步冷却，另一方面，压缩机上游的吸入气体被过热。
当制冷剂处于特定制冷回路的亚临界操作中时，比如当制冷剂在某些环境条件下用制冷剂R134a或二氧化碳液化时，热交换器被称为冷凝器。热传递的一部分在恒定温度下发生。在热交换器中的超临界操作中或者超临界热传递期间，制冷剂的温度稳定地降低。在这种情况下，热交换器也称为气体冷却器。超临界操作可能在制冷回路的某些环境条件或操作模式、例如以二氧化碳作为制冷剂时发生。
根据本发明的一个改型，制冷回路的操作为蒸发器的第一热交换器和在制冷剂的流动方向上位于该热交换器上游的第一膨胀元件形成在第一流动路径内。操作为蒸发器的第一热交换器在制冷剂的流动方向上位于第一内部热交换器的低压力侧的上游。
制冷回路有利地形成有操作为蒸发器的第二热交换器和在制冷剂的流动方向上位于操作为蒸发器的第二热交换器上游的膨胀元件。
根据本发明的第一替代性实施方式，制冷回路的操作为蒸发器的第二热交换器和在制冷剂的流动方向上位于该热交换器上游的膨胀元件形成在第二流动路径内。操作为蒸发器的第二热交换器在制冷剂的流动方向上位于第二内部热交换器的中间压力侧的上游。
根据本发明的第二替代性实施方式，操作为蒸发器的第一热交换器和在制冷剂的流动方向上位于该热交换器上游的第一膨胀元件以及操作为蒸发器的第二热交换器和在制冷剂的流动方向上位于该热交换器上游的膨胀元件形成在制冷回路的第一流动路径内。此外，操作为蒸发器的第一热交换器在制冷剂的流动方向上位于第一内部热交换器的低压力侧的上游。在制冷回路的第二流动路径内有利地形成有膨胀元件。
根据本发明的另一第一替代性实施方式，制冷回路的流动路径在操作为冷凝器/气体冷却器的热交换器的出口处的分支点设置成使得第一内部热交换器的高压力侧位于第一流动路径内并且第二内部热交换器的高压力侧位于制冷回路的第二流动路径内。
根据本发明的第二替代性实施方式，制冷回路的流动路径的分支点位于第一内部热交换器的和第二内部热交换器的高压力侧的出口的下游。特别有利的是，位于操作为冷凝器/气体冷却器的热交换器的出口上的第一分支点和在制冷剂的流动方向上位于第一分支点下游的排放点设计成使得第一部分质量流被带至第一内部热交换器的高压力侧并且第二部分质量流被带至第二内部热交换器的高压力侧，第一部分质量流和第二部分质量流在从内部热交换器流出之后在排放点处汇合。流动路径的第二分支点在制冷剂的流动方向上位于排放点的下游。
根据本发明的一个有利实施方式，在制冷回路的第一流动路径内设置有用于分离和收集制冷剂液体的蓄能器，该蓄能器位于低压力侧处、在制冷剂的流动方向上位于压缩机的上游。
制冷回路优选地包括油分离器，该油分离器形成在第一流动路径与第二流动路径之间。油分离器优选地设计成具有用于调节油的压力和流量的集成阀。
根据本发明的一个改型，该装置包括至少一个冷却剂回路，所述至少一个冷却剂回路经过/穿过至少一个热交换器而热连接至制冷回路。所述至少一个热交换器设计为制冷剂/冷却剂热交换器。
根据本发明的第一替代性实施方式，该装置包括第一冷却剂回路，第一冷却剂回路经过操作为制冷剂的冷凝器/气体冷却器并且设计为制冷剂/冷却液热交换器的热交换器而热连接至制冷回路。
根据本发明的第一替代性实施方式，第一冷却剂回路包括初级第一冷却剂回路和次级第一冷却剂回路，初级第一冷却剂回路和次级第一冷却剂回路各自经过操作为制冷剂的冷凝器/气体冷却器并且各自设计为制冷剂/冷却剂热交换器的热交换器而热连接至制冷回路。第一冷却剂回路包括具有初级冷却剂回路和次级冷却剂回路的两个互连或两个相互独立的冷却剂回路。
第一冷却剂回路设计成具有用于将热传递至周围空气或机动车辆的乘客室的进气的冷却剂/空气热交换器。此外或替代性地，第一冷却剂回路可以包括用于将热传递至电池和/或其他电子部件、比如机动车辆的传动系的至少一个热交换器。
本发明的另一优选实施方式在于，形成有第二冷却剂回路，第二冷却剂回路经过操作为制冷剂的第一蒸发器的热交换器和/或操作为制冷剂的第二蒸发器的热交换器而热连接至制冷回路。操作为制冷剂的第一蒸发器的热交换器和/或操作为制冷剂的第二蒸发器的热交换器设计为制冷剂/冷却剂热交换器。
第二冷却剂回路优选地包括具有初级冷却剂回路和次级冷却剂回路的两个互连或两个相互独立的冷却剂回路。
根据本发明的另一有利实施方式，第二冷却剂回路设计成具有用于将热从周围空气或乘客室的进气传递至冷却剂的冷却剂/空气热交换器。此外或替代性地，第二冷却剂回路可以包括用于将热从电池和/或其他电子部件、比如机动车辆的传动系传递至冷却剂的至少一个热交换器。
该问题也通过根据本发明的用于操作用于机动车辆的气候控制系统的装置的方法来解决。气候控制系统可以设计成对乘客室的空气进行调节并对机动车辆的传动系的部件的温度进行控制。在该方法中，在制冷回路中循环的制冷剂在压缩机中被两级从低压力水平压缩至高压力水平，其中，处于中间压力水平的汽态制冷剂的部分质量流被注射到压缩机中。
根据本发明的构思，从操作为冷凝器/气体冷却器的热交换器流出的制冷剂在分支点处分成两个部分质量流，其中，以高压力水平存在的制冷剂的部分质量流每次都被带动通过第一内部热交换器和第二内部热交换器。热在第一内部热交换器中被传递至以低压力水平存在的制冷剂并且热在第二内部热交换器中被传递至以中间压力水平存在的制冷剂。
根据本发明的第一替代性实施方式，作为处于高压力水平的第一部分质量流被带动通过第一内部热交换器的制冷剂被膨胀至低压力水平，并且制冷剂在流动通过操作为蒸发器的第一热交换器时蒸发从而吸收热，然后制冷剂被带动通过第一内部热交换器。
作为处于高压力水平的第二部分质量流被带动通过第二内部热交换器的制冷剂有利地被膨胀至中间压力水平，并且制冷剂在流动通过操作为蒸发器的第二热交换器时蒸发从而吸收热，然后制冷剂被带动通过第二内部热交换器。
根据本发明的第二替代性实施方式，作为处于高压力水平的部分质量流从内部热交换器流出的制冷剂被混合，然后在分支点处分成两个部分质量流。第一部分质量流被膨胀至中间压力水平并且在流动通过操作为蒸发器的第二热交换器时至少部分地蒸发从而吸收热，然后第一部分质量流被膨胀至低压力水平并且在流动通过操作为蒸发器的第一热交换器时进一步蒸发从而吸收热，然后第一部分质量流被带动通过第一内部热交换器。
根据本发明的第三替代性实施方式，作为处于高压力水平的部分质量流从内部热交换器流出的制冷剂被混合，然后在分支点处分成两个部分质量流。第一部分质量流被膨胀至低压力水平并且在流动通过操作为蒸发器的热交换器时蒸发从而吸收热，然后第一部分质量流被带动通过第一内部热交换器。
第二部分质量流被膨胀至中间压力水平，然后被带动通过第二内部热交换器。
根据本发明的一个改型，当气候控制系统以制热模式操作时，至少一种制热能力被提供。来自制冷回路的制冷剂的热在操作为冷凝器/气体冷却器的至少一个制冷剂/冷却剂热交换器中被传递至在第一冷却剂回路中循环的冷却剂，并且来自第一冷却剂回路的冷却剂的热在冷却剂/空气热交换器中被传递至乘客室的进气并且/或者热被传递至传动系的部件。
根据本发明的一个有利实施方式，当气候控制系统在低温水平下以制冷模式操作时，冷却能力被提供。来自在第二冷却剂回路中循环的冷却剂的热在操作为蒸发器的制冷剂/冷却剂热交换器中被传递至制冷回路的制冷剂，并且来自乘客室的进气的热在冷却剂/空气热交换器中被传递至第二冷却剂回路的冷却剂。
根据本发明的另一优选实施方式，当气候控制系统在中温或低温水平下以制冷模式操作时，冷却能力被提供。来自在第二冷却剂回路中循环的冷却剂的热在操作为蒸发器的制冷剂/冷却剂热交换器中被传递至制冷回路的制冷剂，并且来自传动系的部件的热被传递至第二冷却剂回路的冷却剂。
以此方式，传动系的电子部件、特别是具有电驱动装置或组合的电与内燃发动机驱动装置的机动车辆的传动系的电子部件、比如高压电池和逆变器可以用处于中温水平的冷却剂来进行温度控制，使得电能的消耗、比如制冷回路的压缩机的消耗被最小化并且整个系统的效率被提高。
总之，根据本发明的装置和根据本发明的方法具有多种优点：
–在不同的温度水平下提供较高的制热能力、特别是冷却能力或制热性能，
–较高的系统性能和最长的使用寿命，特别地是因为压缩机在每个压缩级都以有利的压缩比操作、在高功率下也以有利的压缩比操作，
–由于提供处于中温水平和低温水平的冷却剂，因而传动系的高压电池和其他部件可以在以制冷模式操作期间替代于使用处于低温水平的冷却剂被冷却至中温水平，处于低温水平的冷却剂用于冷却乘客室的进气，以及
–在系统操作期间具有最大效率和最大功率。
附图说明
本发明的其他细节、特征和益处将通过参照附图对示例性实施方式进行的以下描述来显现。附图示出如下：
图1a：现有技术的用于机动车辆的气候控制系统的制冷回路，该制冷回路具有与内部热交换器相结合的制冷剂两级压缩，其中，处于中间压力水平的制冷剂被注射到压缩机中，
图1b：在制冷剂的跨临界过程中图1a的制冷回路的操作的压焓图，
图2a：用于机动车辆的气候控制系统的装置，该装置具有制冷回路，该制冷回路具有两级压缩并将处于中间压力水平的制冷剂注射到压缩机中，并且该制冷回路具有两个内部热交换器以及第一冷却剂回路和第二冷却剂回路，第一冷却剂回路和第二冷却剂回路中的每一者经过制冷剂/冷却剂热交换器而热连接至制冷回路，
图2b：在制冷剂的跨临界过程中图2a的制冷回路的操作的压焓图，
图3：根据图2a的装置，该装置具有附加的冷却剂回路和带有操作为冷凝器/气体冷却器的两个单独的制冷剂/冷却剂热交换器的制冷回路，
图4a：与图2a的装置类似的装置，该装置具有制冷回路，其中，操作为蒸发器的制冷剂/冷却剂热交换器彼此串联连接，
图4b：在制冷剂的跨临界过程中图4a的制冷回路的操作的压焓图，以及
图5：根据图4a的装置，该装置具有附加的冷却剂回路和带有操作为冷凝器/气体冷却器的两个单独的制冷剂/冷却剂热交换器的制冷回路。
具体实施方式
图1a示出了来自现有技术的用于装置1’的制冷回路2’，装置1’比如为机动车辆的气候控制系统，制冷回路2’具有与内部热交换器11’相结合的制冷剂两级压缩，其中，制冷剂被以中间压力水平注射到压缩机3中。图1b示出了在制冷剂的跨临界过程中图1a的制冷回路2’的操作的压焓(pressure vs.enthalpy)图。图1b中呈现的状态的改变分别与制冷回路2’的部件的附图标记相协调，以便说明该循环过程。
制冷回路2’在制冷剂的流动方向上包括压缩机3、操作为冷凝器/气体冷却器的热交换器4’以及第一膨胀元件5与随后的操作为用于制冷剂的蒸发器的热交换器6’。蒸发器6’以及在制冷剂的流动方向上位于蒸发器6’上游的对应的第一膨胀元件5在第一流动路径7’中设置在内部，第一流动路径7’从分支点8’延伸至压缩机3的入口。分支点8’位于冷凝器/气体冷却器4’的出口的下游。
在分支点8’处，从冷凝器/气体冷却器4’排出的处于高压力水平的液态制冷剂被分成两个部分质量流。第一部分质量流mH流动通过第一流动路径7’到达第一膨胀元件5。内部热交换器11’的高压力侧位于分支点8’与第一膨胀元件5之间，使得第一部分质量流mH的制冷剂在到达第一膨胀元件5、然后被带至蒸发器6’、膨胀至低压力水平之前被冷却或过冷。在分支点8’处从主质量流mH+N分支出的第二部分质量流mN流动通过第二流动路径9’，第二流动路径9’在制冷剂的流动方向上包括第二膨胀元件10和内部热交换器11’的中间压力侧。在流动通过第二膨胀元件10时，被带动通过第二流动路径的制冷剂膨胀至中间压力水平、然后被引导到内部热交换器11’中。在内部热交换器11’——内部热交换器11’优选地被设计为逆流热交换器并且操作为第一部分质量流mH的制冷剂的过冷器——中，热被从第一部分质量流mH的处于高压力水平的制冷剂传递至第二部分质量流mN的处于中间压力水平的制冷剂。第二部分质量流mN的制冷剂在内部热交换器11’内蒸发。
第一部分质量流mH的过冷制冷剂在第一膨胀元件5内膨胀至低压力水平并在蒸发器6’中蒸发，从而吸收热。以中间压力水平存在的制冷剂作为饱和或过热蒸汽供应至压缩机3、特别地通过压缩机3的中间压力端口供应至压缩机3并被注射到压缩室中，这导致压缩机3的出口处的焓降低Δhi并因此导致制冷剂离开压缩机3的离开温度降低。第一部分质量流mH的制冷剂在膨胀之前并因此在流入蒸发器6’之前的附加的过冷ΔhU使蒸发器6’的比冷却能力增大，这是因为蒸发器6’的入口处的冷却剂的焓降低。在制冷回路2’以制热模式操作期间，附加的第二部分质量流mN使通过冷凝器/气体冷却器4’的制冷剂的质量流增加并因此使制热能力增大。
图2a示出了用于机动车辆的气候控制系统的装置1a，装置1a具有制冷回路2a，制冷回路2a具有两级压缩，并且制冷剂被以中间压力水平注射到压缩机3中，并且制冷回路2a具有两个内部热交换器11-1、11-2。装置1a还包括第一冷却剂回路14和第二冷却剂回路15，第一冷却剂回路14和第二冷却剂回路15分别经过制冷剂/冷却剂热交换器4、6、12而热连接至制冷回路2a并且可以彼此独立地操作。图2b示出了在制冷剂的跨临界过程中图2a的制冷回路2a的操作的压焓图。
制冷回路2a在制冷剂的流动方向上包括压缩机3和操作为冷凝器/气体冷却器的第一制冷剂/冷却剂热交换器4，第一制冷剂/冷却剂热交换器4设计为制冷回路2a与第一冷却剂回路14之间的热连接件。
第一冷却剂回路14操作为高温回路，在该高温回路处，制冷剂的过热降温热或冷凝热或液化热被传递至冷却剂。根据装置1a的操作模式，在第一制冷剂/冷却剂热交换器4中传递至在第一冷却剂回路14中循环的冷却剂的热被传递至周围空气或者用于制热乘客室的进气、机动车辆的传动系的例如电池和/或电子部件。
制冷回路2a在制冷剂的流动方向还包括第一膨胀元件5与随后的第二制冷剂/冷却剂热交换器6，第二制冷剂/冷却剂热交换器6操作为用于制冷剂的第一蒸发器，第二制冷剂/冷却剂热交换器6也称为制冷机。第一蒸发器6以及在制冷剂的流动方向上位于第一蒸发器6上游的对应的第一膨胀元件5位于第一流动路径7a内，第一流动路径7a从分支点8延伸至压缩机3的入口。分支点8在冷却剂的流动方向上位于第一制冷剂/冷却剂热交换器4的出口的下游。
在分支点8处，从冷凝器/气体冷却器4排出的处于高压力水平的液态制冷剂被分成两个部分质量流，第一部分质量流mH流动通过第一流动路径7a到达第一膨胀元件5，并且第二部分质量流mN流动通过第二流动路径9a到达第二膨胀元件10。部分质量流mH、mN被引导通过具有对应的膨胀元件5、10的相应的流动路径7a、9a。膨胀元件5、10优选地设计为膨胀阀。
第一内部热交换器11-1的高压力侧位于分支点8与第一流动路径7a的第一膨胀元件5之间，使得第一部分质量流mH的制冷剂在到达第一膨胀元件5、然后膨胀至低压力水平并被供应至第一蒸发器6之前被冷却或过冷。第一部分质量流mH的制冷剂在膨胀之前并因此在流入第一蒸发器6之前的附加的过冷使第一蒸发器6的比冷却能力增大，这是因为第一蒸发器6的入口处的制冷剂的焓降低。
第一部分质量流mH的膨胀至低压力水平的过冷制冷剂在第一蒸发器6中蒸发，从而吸收来自第二冷却剂回路15、15-1的热。
在第一流动路径7a内，还在第一蒸发器6与压缩机3之间形成有第一内部热交换器11-1的低压力侧，使得从第一蒸发器6排出的、流动通过第一内部热交换器11-1的低压力侧时的制冷剂在被吸入压缩机3中之前被过热。在第一内部热交换器11-1——第一内部热交换器11-1优选地设计为逆流热交换器并且操作为第一部分质量流mH的制冷剂的过冷器——中，热被从第一部分质量流mH的以高压力水平存在的制冷剂传递至第一部分质量流mH的以低压力水平存在的制冷剂。
第一流动路径7a还包括蓄能器13。在制冷剂的流动方向上位于压缩机3的上游、特别地位于第一内部热交换器11-1的低压力侧上游的蓄能器13用于制冷剂液体的分离和收集。
因此，压缩机3从蓄能器13吸入在第一内部热交换器11-1中被附加地过热的气态制冷剂。
第二内部热交换器11-2的高压力侧位于分支点8与第二流动路径9a的第二膨胀元件10之间，使得第二部分质量流mN的制冷剂在到达第二膨胀元件10、然后膨胀至中间压力水平并被供应至操作为第二蒸发器的第三制冷剂/冷却剂热交换器12之前被冷却或过冷。第二部分质量流mN的制冷剂在膨胀之前并因此在流入第二蒸发器12之前的附加的过冷使第二蒸发器12的比冷却能力增大，这是因为第二蒸发器12的入口处的制冷剂的焓降低。
第二部分质量流mN的膨胀至中间压力水平的过冷制冷剂在第二蒸发器12中蒸发，从而吸收来自第二冷却剂回路15-2的热。
在第二流动路径9a内，还在第二蒸发器12与压缩机3之间形成有第二内部热交换器11-2的中间压力侧，使得从第二蒸发器12排出的、流动通过第二内部热交换器11-2的中间压力侧的制冷剂在其被于两个压缩机级之间以中间压力水平注射到压缩机3中之前被进一步过热。
在优选地设计为逆流热交换器的第二内部热交换器11-2中，热被从第二部分质量流mN的以高压力水平存在的制冷剂传递至第二部分质量流mN的以中间水平存在的制冷剂。第二部分质量流mN的作为过热蒸气的以中间压力水平存在的制冷剂被供应至压缩机3、特别地通过压缩机3的中间压力端口供应至压缩机3，并且被注射到压缩室中，这导致压缩机3的出口处的焓降低并因此导致制冷剂离开压缩机3的离开温度降低。
第二冷却剂回路15操作为低温回路或中温回路，第二冷却剂回路15例如由两个互连的或两个相互独立的冷却剂回路15-1、15-2形成，以便使用在冷却剂回路15中循环的低温冷却剂来冷却乘客室的进气、电池和/或电子部件。根据装置1a的操作模式，这两个第二冷却剂回路15-1、15-2可以作为彼此完全分离的低温回路和中温回路操作或者例如以所谓的级联回路彼此一起操作。在级联回路中，冷却剂可以流动通过互连的冷却剂回路15-1、15-2，其中，制冷剂的蒸发器6、12被连续地或一个接一个串联地供应冷却剂或被彼此并联地供应冷却剂。
当装置1a以冷却模式操作时，以制冷剂的低压力水平操作的第一蒸发器6例如用于冷却乘客室的进气，而以中等压力水平或中间压力水平操作的第二蒸发器12用于冷却电池、特别是高压电池或其他电子部件。在第二冷却剂回路15、15-1中循环的冷却剂在流动通过制冷回路2a的第一蒸发器6时被冷却至大约0℃的温度，然后被带动通过设置在空调中且供应有进气的冷却剂/空气热交换器。此外，在第二冷却剂回路15、15-2中循环的冷却剂在流动通过制冷回路2a的第二蒸发器12时被冷却至20℃至30℃的范围内的温度。
由于第二冷却剂回路15、15-1、15-2的冷却剂以此方式以两种不同的温度水平提供，因而例如一方面可以用处于中温水平的冷却剂而不使用以低温水平存在的冷却剂来冷却电动车辆的电池，以低温水平存在的冷却剂主要是冷却乘客室的进气所需要的。另一方面，电池可以被温度控制至与最佳操作温度相对应的温度水平。与就处于中间压力水平的制冷剂和因此制冷剂的两级压缩而言的喷射技术相结合，实现了压缩机的最小功耗以及装置1a的最大冷却能力和效率。
当装置1a以制热模式操作时，乘客室的空气的热可以在第一蒸发器6中并且电池或其他电子部件的热可以在第二蒸发器12中被从在第二冷却剂回路15、15-1、15-2中循环的冷却剂传递至制冷剂。以此方式，乘客室的空气和电池或其他电子部件可以用作制冷剂的热源，由此电池的废热和乘客室的空气或周围空气的残余热被用作制冷剂的蒸发热。传递至制冷剂的热可以在第一制冷剂/冷却剂热交换器4中被传递至在第一冷却剂回路14中循环的冷却剂，然后被带动通过设置在空调中且供应有乘客室的进气的冷却剂/空气热交换器。在该冷却剂/空气热交换器中，热被传递至进气。
制冷回路2a还可以包括油分离器16，油分离器16形成在第一流动路径7a与第二流动路径9a之间、特别地形成在第一流动路径7a的吸入管线与向压缩机3注射的制冷剂管线之间。因此，油分离器16在流动路径7a、9a中相应地结合在内部热交换器11-1、11-2与压缩机3的入口之间，使得制冷回路2a的油可以从处于中间压力水平的区域流动至处于低压力水平的区域。油分离器16包括用于调节压力和油量或用于调节流量的集成阀。
图3示出了与图2a的装置1a类似的装置1b，但是装置1b具有作为高温回路的附加冷却剂回路14-2和带有操作为冷凝器/气体冷却器的两个单独的制冷剂/冷却剂热交换器4a、4b的制冷回路2b。
装置1b与图2a的装置1a之间的主要区别在于制冷回路2a、2b的操作为冷凝器/气体冷却器的第一制冷剂/冷却剂热交换器4的构型，操作为冷凝器/气体冷却器的第一制冷剂/冷却剂热交换器4在制冷回路2b的构型中包括两个独立的部件并且因此包括操作为冷凝器/气体冷却器的第一制冷剂/冷却剂热交换器4a和操作为冷凝器/气体冷却器的第二、第四制冷剂/冷却剂热交换器4b。第一制冷剂/冷却剂热交换器4a操作为初级第一冷却剂回路14-1的初级冷凝器/气体冷却器，并且第四制冷剂/冷却剂热交换器4b操作为次级第一冷却剂回路14-2的次级冷凝器/气体冷却器。初级第一冷却剂回路14-1和次级第一冷却剂回路14-2设计为可以彼此独立地操作或者例如以所谓的级联回路操作的两个冷却剂回路14-1、14-2。在级联回路中，冷却剂可以流动通过互连的冷却剂回路14-1、14-2，其中，制冷剂/冷却剂热交换器4a、4b被连续地或一个接一个串联地供应冷却剂或被彼此并联地供应冷却剂。
初级第一冷却剂回路14-1用于将较大的制热能力从制冷剂传递至冷却剂，这进而可以用于制热乘客室的进气。次级第一冷却剂回路14-2用于将较小的制热能力从制冷剂传递至冷却剂，这可以用于制热电池或其他电子部件。在初级第一冷却剂回路14-1中循环的冷却剂的温度水平高于在次级第一冷却剂回路14-2中循环的冷却剂的温度水平。
由于使用了两个单独的冷凝器/气体冷却器4a、4b，热可以被从制冷剂传递至在初级第一冷却剂回路14-1中循环的冷却剂、被从制冷剂传递至在次级第一冷却剂回路14-2中循环的冷却剂、或者被从制冷剂传递至在初级第一冷却剂回路14-1中和在次级第一冷却剂回路14-2中循环的冷却剂、或者被从在初级第一冷却剂回路14-1中循环的冷却剂传递至在次级第一冷却剂回路14-2中循环的冷却剂。
因此，冷却剂在装置1b以制冷模式操作时可以一方面优选地被连续地并以逆流带动通过冷凝器/气体冷却器4a、4b，以将最大的热从制冷剂传递至冷却剂。另一方面，冷却剂回路14-1、14-2在以也被称为热泵模式的制热模式操作时可以彼此完全分离地操作，以使冷却剂可以在针对特定应用的不同温度水平下可用。
图4a示出了与图2a的装置1a类似的装置1c，装置1c具有制冷回路2c，在制冷回路2c中，操作为蒸发器的制冷剂/冷却剂热交换器6、12彼此串联连接并且因此连续地接纳制冷剂流。因此，用于机动车辆的气候控制系统的装置1c形成有这样的制冷回路2c，该制冷回路2c具有两级压缩并将制冷剂以中间压力水平注射到压缩机3中，并且该制冷回路2c具有两个内部热交换器11-1、11-2。装置1c还包括第一冷却剂回路14和第二冷却剂回路15，第一冷却剂回路14和第二冷却剂回路15分别经过制冷剂/冷却剂热交换器4、6、12而热连接至制冷回路2c并且可以彼此独立地操作。图4b又示出了在制冷剂的跨临界过程中图4a的制冷回路2c的操作的压焓图。
图4a的装置1c与图2a的装置1a之间的主要区别在于制冷回路1c、1a的构型。冷却剂回路14、15、15-1、15-2没有改变。另外，冷却剂回路14、15、15-1、15-2的操作模式是相同的，因此这里参照关于装置1a的说明。
制冷回路2c在制冷剂的流动方向上包括压缩机3和操作为冷凝器/气体冷却器的第一制冷剂/冷却剂热交换器4，第一制冷剂/冷却剂热交换器4设计为制冷回路2c与第一冷却剂回路14之间的热连接件。在制冷剂/冷却剂热交换器4中从制冷剂传递至在操作为高温回路的第一冷却剂回路14中循环的冷却剂的过热降温热或冷凝热或液化热根据装置1c的操作模式被传递至环境空气或者用于制热乘客室的进气、电池和/或电子部件。
在于制冷剂的流动方向上位于第一制冷剂/冷却剂热交换器4的出口下游的分支点8处，从冷凝器/气体冷却器4排出的处于高压力水平的液态制冷剂被分成两个部分质量流，即流向第一内部热交换器11-1的高压力侧的第一部分质量流和被带向第二内部热交换器11-2的高压力侧的第二部分质量流。制冷剂在流动通过内部热交换器11-1、11-2时被进一步冷却或过冷。在部分质量流从内部热交换器11-1、11-2排出之后，部分质量流再次在排放点17处混合并被带至第二分支点18。
在第二分支点18处，液态制冷剂又被分成两个部分质量流，即流动通过第一流动路径7c的第一部分质量流mH和流动通过第二流动路径9c的第二部分质量流mN。操作为第一蒸发器的第二制冷剂/冷却剂热交换器6和在制冷剂的流动方向上位于第一蒸发器6上游的对应的第一膨胀元件5以及在制冷剂的流动方向上位于第二蒸发器12上游的对应的第三膨胀元件19设置在第一流动路径7c内，第一流动路径7c从第二分支点18延伸至压缩机3的入口。蒸发器6、12以分别与上游的膨胀元件19、5一起的第二蒸发器12和第一蒸发器6的顺序被连续地供应制冷剂。蒸发器6、12串联连接。在第二流动路径9c内形成有第二膨胀元件10。通过相应的流动路径7c、9c的部分质量流mH、mN通过对应的第二膨胀元件10和第三膨胀元件19来控制。膨胀元件5、10、19优选地设计为膨胀阀。
在流动通过位于第一流动路径7c内的第三膨胀元件19时，第一部分质量流mH的冷却或过冷制冷剂膨胀至第一蒸发压力水平并被带至第二蒸发器12。第一部分质量流mH的膨胀至第一蒸发压力水平的过冷制冷剂在第二蒸发器12中至少部分地蒸发，从而吸收来自第二冷却剂回路15、15-2的热。此后，制冷剂在流动通过第一膨胀元件5时膨胀至第二蒸发压力水平或低压力水平并被带至第一蒸发器6。第一部分质量流mH的膨胀至低压力水平的制冷剂在第一蒸发器6中蒸发，从而吸收来自第二冷却剂回路15、15-1的热。
根据在用于图4a中的制冷回路2c的操作的压焓图中未示出的替代性操作模式，第一膨胀元件5完全打开，使得蒸发器6、12被供应处于同一压力水平的制冷剂。在流动通过第三膨胀元件19时，制冷剂膨胀至低压力水平。
在第一流动路径7c内，还在第一蒸发器6与压缩机3之间形成有第一内部热交换器11-1的低压力侧，使得从第一蒸发器6排出的、流动通过第一内部热交换器11-1的低压力侧时的制冷剂在其被吸入压缩机3中之前被过热。在优选地设计为逆流热交换器的第一内部热交换器11-1中，热被从第一部分质量流mH的以高压力水平存在制冷剂传递至以低压力水平存在的制冷剂。
装置1c的制冷回路2c的第一流动路径7c还包括蓄能器13，蓄能器13在制冷剂的流动方向上位于压缩机3的上游、特别地位于第一内部热交换器11-1的低压力侧上游并用于制冷剂液体的分离和收集。因此，压缩机3从蓄能器13吸入在第一内部热交换器11-1中被附加地过热的气态制冷剂。
在第二流动路径9c内，还在第二膨胀元件10与压缩机3之间形成有第二内部热交换器11-2的中间压力侧，使得第二部分质量流mN的流动通过第二膨胀元件10的处于中间压力水平的冷却或过冷制冷剂在其被于两个压缩机级之间以中间压力水平注射到压缩机3中之前膨胀，并且在流动通过第二内部热交换器11-2的中间压力侧时，该冷却或过冷制冷剂蒸发，从而吸收处于高压力侧的制冷剂的热。在优选地设计为逆流热交换器的第二内部热交换器11-2中，热被从第二部分质量流mN的以高压力水平存在的制冷剂传递至以中间水平存在的制冷剂。第二部分质量流mN的作为过热蒸气的以中间压力水平存在的制冷剂被供应至压缩机3、特别地通过压缩机3的中间压力端口供应至压缩机3，并且被注射到压缩室中。
制冷回路2c还可以包括油分离器16，油分离器16形成在第一流动路径7c与第二流动路径9c之间、特别地形成在第一流动路径7c的吸入管线与向压缩机3注射的制冷剂管线之间。在油分离器16于流动路径7c、9c中相应地结合在内部热交换器11-1、11-2与压缩机3的入口之间的情况下，制冷回路2a的油可以从处于中间压力水平的区域流动至处于低压力水平的区域，油分离器16设计成具有用于调节压力和油量或用于调节流量的集成阀。
图5示出了与图4a的装置1c类似的装置1d，装置1d具有作为高温回路的附加冷却剂回路14-2和带有操作为冷凝器/气体冷却器的两个单独的制冷剂/冷却剂热交换器4a、4b的制冷回路2d。
与图2a的装置1a和图3的装置1b的比较一样，装置1d与图4a的装置1c的主要区别在于制冷回路2c、2d的操作为冷凝器/气体冷却器的第一制冷剂/冷却剂热交换器4的构型，操作为冷凝器/气体冷却器的第一制冷剂/冷却剂热交换器4在制冷回路2d的构型中包括两个独立的部件并且因此包括操作为冷凝器/气体冷却器的第一制冷剂/冷却剂热交换器4a和操作为冷凝器/气体冷却器的第二、第四制冷剂/冷却剂热交换器4b，第一制冷剂/冷却剂热交换器4a也用作初级第一冷却剂回路14-1的初级冷凝器/气体冷却器，第二、第四制冷剂/冷却剂热交换器4b也用作次级第一冷却剂回路14-2的次级冷凝器/气体冷却器。初级第一冷却剂回路14-1和次级第一冷却剂回路14-2设计为可以彼此独立地操作或以级联方式操作的两个冷却剂回路。
装置1a、1b、1c、1d的制冷回路2a、2b、2c、2d设计成优选地以二氧化碳作为制冷剂、即以简称为R744的制冷剂进行操作，但是它们也可以以其他制冷剂、比如R1234yf或R134a进行操作。
附图标记列表
1a、1b、1c、1d、1’ 装置
2a、2b、2c、2d、2’ 制冷回路
3 压缩机
4、4a、4’ 热交换器、(第一)冷凝器/气体冷却器、第一
制冷剂/冷却剂热交换器
4b 第二冷凝器/气体冷却器、第四制冷剂/冷却剂热
交换器
5 第一膨胀元件
6、6’ 热交换器、(第一)蒸发器、第二制冷剂/冷却
剂热交换器
7a、7c、7’ 第一流动路径
8、8’ (第一)分支点
9a、9c、9’ 第二流动路径
10 第二膨胀元件
11’ 内部热交换器
11-1 第一内部热交换器
11-2 第二内部热交换器
12 热交换器、第二蒸发器、第三制冷剂/冷却剂热
交换器
13 蓄能器
14、14-1 第一(初级)冷却剂回路
14、14-2 第一次级冷却剂回路
15、15-1 第二初级冷却剂回路
15、15-2 第二次级冷却剂回路
16 油分离器
17 排放点
18 第二分支点
19 第三膨胀元件

Claims (26)

1.一种用于机动车辆的气候控制系统的装置，所述装置包括制冷回路，所述制冷回路具有：压缩机，所述压缩机用于对制冷剂进行两级压缩并被注射处于中间压力水平的制冷剂；操作为冷凝器/气体冷却器的至少一个热交换器；第一内部热交换器；操作为蒸发器的至少一个第一热交换器，操作为蒸发器的所述第一热交换器在所述制冷剂的流动方向上设置在第一膨胀元件的上游；以及第一流动路径和第二流动路径，所述第一流动路径和所述第二流动路径中的每一者从分支点延伸至所述压缩机，其特征在于，所述制冷回路形成有第二内部热交换器，所述第一内部热交换器在所述第一流动路径内至少设置有低压力侧，并且所述第二内部热交换器在所述第二流动路径内至少设置有中间压力侧。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述制冷回路的操作为蒸发器的所述第一热交换器和在所述制冷剂的流动方向上位于该热交换器上游的所述第一膨胀元件形成在所述第一流动路径内，操作为蒸发器的所述第一热交换器在所述制冷剂的流动方向上设置在所述第一内部热交换器的所述低压力侧的上游。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述制冷回路设计成具有操作为蒸发器的第二热交换器和在所述制冷剂的流动方向上设置在操作为蒸发器的所述第二热交换器上游的膨胀元件。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述制冷回路的操作为蒸发器的所述第二热交换器和在所述制冷剂的流动方向上设置在该热交换器上游的所述膨胀元件形成在所述第二流动路径内，操作为蒸发器的所述第二热交换器在所述制冷剂的流动方向上设置在所述第二内部热交换器的所述中间压力侧的上游。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，操作为蒸发器的所述第一热交换器和在所述制冷剂的流动方向上位于该热交换器上游的所述第一膨胀元件以及操作为蒸发器的所述第二热交换器和在所述制冷剂的流动方向上位于该热交换器上游的所述膨胀元件形成在所述制冷回路的所述第一流动路径内，而操作为蒸发器的所述第二热交换器与在所述制冷剂的流动方向上位于上游的膨胀元件位于操作为蒸发器的所述第一热交换器与位于上游的膨胀元件的上游，并且操作为蒸发器的所述第一热交换器在所述制冷剂的流动方向上位于所述第一内部热交换器的所述低压力侧的上游。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述制冷回路的所述第二流动路径内形成有膨胀元件。
7.根据权利要求1至6中的一项所述的装置，其特征在于，
-所述制冷回路的流动路径在操作为冷凝器/气体冷却器的所述热交换器的出口处的分支点设计成使得所述第一内部热交换器的高压力侧位于所述第一流动路径内并且所述第二内部热交换器的高压力侧位于所述制冷回路的所述第二流动路径内，或者
-所述制冷回路的流动路径的分支点位于所述第一内部热交换器的和所述第二内部热交换器的高压力侧的出口的下游。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，位于操作为冷凝器/气体冷却器的所述热交换器的出口上的第一分支点和在所述制冷剂的流动方向上位于所述第一分支点下游的排放点设计成使得第一部分质量流被带至所述第一内部热交换器的高压力侧并且第二部分质量流被带至所述第二内部热交换器的高压力侧，所述第一部分质量流和所述第二部分质量流在从内部热交换器流出之后在所述排放点处汇合，其中，所述流动路径的第二分支点在所述制冷剂的流动方向上位于所述排放点的下游。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的装置，其特征在于，在所述制冷回路的所述第一流动路径内设置有用于分离和收集制冷剂液体的蓄能器，所述蓄能器位于所述低压力侧处、在所述制冷剂的流动方向上位于所述压缩机的上游。
10.根据权利要求1至9中的一项所述的装置，其特征在于，所述制冷回路包括油分离器，所述油分离器形成在所述第一流动路径与所述第二流动路径之间。
11.根据权利要求1至10中的一项所述的装置，其特征在于，形成有至少一个冷却剂回路，所述至少一个冷却剂回路经至少一个热交换器而热连接至所述制冷回路，其中，该至少一个热交换器设计为制冷剂/冷却剂热交换器。
12.根据权利要求1至11中的一项所述的装置，其特征在于，形成有第一冷却剂回路，所述第一冷却剂回路经操作为所述制冷剂的冷凝器/气体冷却器的所述热交换器而热连接至所述制冷回路，其中，该热交换器设计为制冷剂/冷却剂热交换器。
13.根据权利要求1至11中的一项所述的装置，其特征在于，第一冷却剂回路包括初级第一冷却剂回路和次级第一冷却剂回路，所述初级第一冷却剂回路和所述次级第一冷却剂回路各自经操作为所述制冷剂的冷凝器/气体冷却器的热交换器而热连接至所述制冷回路，其中，所述热交换器各自设计为制冷剂/冷却剂热交换器。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述第一冷却剂回路设计成具有用于将热传递至周围空气或乘客室的进气的冷却剂/空气热交换器。
15.根据权利要求1至14中的一项所述的装置，其特征在于，形成有第二冷却剂回路，所述第二冷却剂回路经操作为所述制冷剂的所述第一蒸发器的热交换器和/或操作为所述制冷剂的所述第二蒸发器的热交换器而热连接至所述制冷回路，其中，操作为所述制冷剂的所述第一蒸发器的热交换器和/或操作为所述制冷剂的所述第二蒸发器的热交换器设计为制冷剂/冷却剂热交换器。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第二冷却剂回路包括初级第二冷却剂回路和次级第二冷却剂回路。
17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述第二冷却剂回路设计成具有用于将热从周围空气或乘客室的进气传递至冷却剂的冷却剂/空气热交换器。
18.一种用于操作根据权利要求1至17中的一项所述的用于机动车辆的气候控制系统的装置的方法，其中，所述气候控制系统设计成对乘客室的空气进行调节并对所述机动车辆的传动系的部件的温度进行控制，其中，在制冷回路中循环的制冷剂在压缩机中被以两级从低压力水平压缩至高压力水平，其中，处于中间压力水平的汽态制冷剂的部分质量流被注射到所述压缩机中，其特征在于，从操作为冷凝器/气体冷却器的热交换器流出的制冷剂在分支点处分成两个部分质量流，其中，以高压力水平存在的制冷剂的部分质量流每次都被带动通过第一内部热交换器和第二内部热交换器，并且热在所述第一内部热交换器中被传递至以低压力水平存在的制冷剂并且热在所述第二内部热交换器中被传递至以中间压力水平存在的制冷剂。
19.根据权利要求18所述的用于操作所述装置的方法，其特征在于，作为处于高压力水平的第一部分质量流被带动通过所述第一内部热交换器的制冷剂被膨胀至低压力水平，并且制冷剂在流动通过操作为蒸发器的第一热交换器时蒸发从而吸收热，然后制冷剂被带动通过所述第一内部热交换器。
20.根据权利要求18或19所述的用于操作所述装置的方法，其特征在于，作为处于高压力水平的第二部分质量流被带动通过所述第二内部热交换器的制冷剂被膨胀至中间压力水平，并且制冷剂在流动通过操作为蒸发器的第二热交换器时蒸发从而吸收热，然后制冷剂被带动通过所述第二内部热交换器。
21.根据权利要求18所述的用于操作所述装置的方法，其特征在于，作为处于高压力水平的部分质量流从内部热交换器流出的制冷剂被混合，然后在分支点处分成两个部分质量流，其中，第一部分质量流被膨胀至中间压力水平并且在流动通过操作为蒸发器的第二热交换器时至少部分地蒸发从而吸收热，然后所述第一部分质量流被膨胀至低压力水平并且在流动通过操作为蒸发器的第一热交换器时蒸发从而吸收热，然后所述第一部分质量流被带动通过所述第一内部热交换器。
22.根据权利要求18所述的用于操作所述装置的方法，其特征在于，作为处于高压力水平的部分质量流从内部热交换器流出的制冷剂被混合，然后在分支点处分成两个部分质量流，其中，第一部分质量流被膨胀至低压力水平并且在流动通过操作为蒸发器的热交换器时蒸发从而吸收热，然后所述第一部分质量流被带动通过所述第一内部热交换器。
23.根据权利要求21所述的用于操作所述装置的方法，其特征在于，第二部分质量流被膨胀至中间压力水平，然后被带动通过所述第二内部热交换器。
24.根据权利要求18至23中的一项所述的用于操作所述装置的方法，其特征在于，当所述气候控制系统以制热模式操作时，至少一种制热能力被提供，其中，来自所述制冷回路的制冷剂的热在操作为冷凝器/气体冷却器的至少一个制冷剂/冷却剂热交换器中被传递至在第一冷却剂回路中循环的冷却剂，并且来自所述第一冷却剂回路的冷却剂的热在冷却剂/空气热交换器中被传递至所述乘客室的进气并且/或者热被传递至所述传动系的部件。
25.根据权利要求18至24中的一项所述的用于操作所述装置的方法，其特征在于，当所述气候控制系统在低温水平下以制冷模式操作时，冷却能力被提供，其中，来自在第二冷却剂回路中循环的冷却剂的热在操作为蒸发器的制冷剂/冷却剂热交换器中被传递至所述制冷回路的制冷剂，并且来自所述乘客室的进气的热在冷却剂/空气热交换器中被传递至所述第二冷却剂回路的冷却剂。
26.根据权利要求18至25中的一项所述的用于操作所述装置的方法，其特征在于，当所述气候控制系统在中温或低温水平下以制冷模式操作时，冷却能力被提供，其中，来自在第二冷却剂回路中循环的冷却剂的热在操作为蒸发器的制冷剂/冷却剂热交换器中被传递至所述制冷回路的制冷剂，并且来自所述传动系的部件的热被传递至所述第二冷却剂回路的冷却剂。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11466902B2 (en) * 2019-04-16 2022-10-11 Purdue Research Foundation Vapor compression refrigeration system
US11267318B2 (en) * 2019-11-26 2022-03-08 Ford Global Technologies, Llc Vapor injection heat pump system and controls
KR20210070789A (ko) * 2019-12-05 2021-06-15 현대자동차주식회사 차량용 기후제어시스템 및 그 제어방법
IT202000005335A1 (it) * 2020-03-12 2021-09-12 Stulz S P A Modulo di raffreddamento gratuito per sistema di gestione della temperatura
US20240100909A1 (en) * 2021-03-15 2024-03-28 Valeo Systemes Thermiques Thermal conditioning system
FR3126346A1 (fr) * 2021-08-26 2023-03-03 Valeo Systemes Thermiques Systeme de conditionnement thermique pour vehicule automobile

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5878589A (en) * 1996-04-10 1999-03-09 Denso Corporation Vehicular air conditioning system for electric vehicles
US20060137386A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 Sanyo Electric Co., Ltd. Refrigerating apparatus and refrigerator
JP2008039383A (ja) * 2006-08-01 2008-02-21 Grasso Gmbh Refrigeration Technology 遷臨界運転のための冷却装置に設けられるユニット

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3596090B2 (ja) * 1995-06-06 2004-12-02 株式会社デンソー 車両用空調装置
JP2000046420A (ja) * 1998-07-31 2000-02-18 Zexel Corp 冷凍サイクル
EP1072453B1 (en) * 1999-07-26 2006-11-15 Denso Corporation Refrigeration-cycle device
JP3985394B2 (ja) * 1999-07-30 2007-10-03 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
US6318116B1 (en) * 2000-09-22 2001-11-20 Delphi Technologies, Inc. Plastic internal accumulator-dehydrator baffle
NO20014258D0 (no) * 2001-09-03 2001-09-03 Sinvent As System for kjöle- og oppvarmingsformål
JP2010260449A (ja) * 2009-05-07 2010-11-18 Nippon Soken Inc 車両用空調装置
WO2011049778A1 (en) * 2009-10-23 2011-04-28 Carrier Corporation Parameter control in transport refrigeration system and methods for same
DE102010042127B4 (de) * 2010-10-07 2020-09-17 Audi Ag Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
WO2012114427A1 (ja) * 2011-02-21 2012-08-30 株式会社日立製作所 車両用空調システム
JP5821756B2 (ja) * 2011-04-21 2015-11-24 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6088753B2 (ja) * 2012-06-13 2017-03-01 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6174414B2 (ja) * 2013-08-07 2017-08-02 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6192435B2 (ja) * 2013-08-23 2017-09-06 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6241595B2 (ja) * 2013-08-23 2017-12-06 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6271195B2 (ja) * 2013-09-18 2018-01-31 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP6207958B2 (ja) 2013-10-07 2017-10-04 サンデンホールディングス株式会社 車両用空気調和装置
JP2016003828A (ja) * 2014-06-18 2016-01-12 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
KR101703604B1 (ko) * 2015-10-19 2017-02-07 현대자동차 주식회사 차량용 배터리 냉각 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5878589A (en) * 1996-04-10 1999-03-09 Denso Corporation Vehicular air conditioning system for electric vehicles
US20060137386A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 Sanyo Electric Co., Ltd. Refrigerating apparatus and refrigerator
JP2008039383A (ja) * 2006-08-01 2008-02-21 Grasso Gmbh Refrigeration Technology 遷臨界運転のための冷却装置に設けられるユニット

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Publication number Publication date
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